Πώς μπορούν τα μέταλλα 3D τυπωμένα μέρη να βελτιώσουν την αντοχή της φθοράς επιφανειών τους;

一, Βελτιστοποίηση των παραμέτρων της διαδικασίας: Πρόληψη των μικροδομικών ελαττωμάτων στην προέλευσή τους
1. Συνεργατική διαχείριση της προσέγγισης σάρωσης και ισχύος λέιζερ
Η δυναμική συμπεριφορά της πισίνας τήξης στη διαδικασία επιλεκτικής τήξης λέιζερ (SLM) επηρεάζεται άμεσα από την ευθυγράμμιση της ισχύος λέιζερ και της ταχύτητας σάρωσης. Για παράδειγμα, όταν η ισχύς λέιζερ είναι 250W και η ταχύτητα σάρωσης είναι 1000mm/s, η πισίνα τήγματος μπορεί να κρυώσει με ρυθμό 10 k/s, σχηματίζοντας μικρές ενισχυτικές κατακρημνισμούς των φάσεων «». Αυτό αυξάνει την σκληρότητα της επιφάνειας του τυπωμένου τμήματος σε 450 HV, το οποίο είναι 30% υψηλότερο από αυτό των παραδοσιακών χυτών. Αυτή είναι η περίπτωση του IncoTEL 718, ενός κράματος με βάση το νικέλιο -. Μια προσέγγιση σάρωσης σκακιέρας, από την άλλη πλευρά, μπορεί να διανείμει αποτελεσματικά τη θερμική τάση, να μειώσει την πυκνότητα των επιφανειακών ρωγμών και να μειώσει την πιθανότητα αποφλοιώσεως κατά τη φθορά.
2. Ακριβής ευθυγράμμιση της ενεργειακής πυκνότητας και του πάχους του στρώματος
Σύμφωνα με τα πειραματικά δεδομένα, η τραχύτητα της επιφάνειας των εκτυπωμένων ανοξείδωτου χάλυβα 316L μπορεί να μειωθεί από RA 8.2 μm σε RA 4,5 μm όταν το πάχος του στρώματος μειώνεται από 50 μm έως 30 μm. Η επιφανειακή πυκνότητα των τυπωμένων τμημάτων από κράμα τιτανίου μπορεί να προσεγγίσει το 99,95% συνδυάζοντας τον τύπο ενεργειακής πυκνότητας (E=P/(V × H × T), όπου P είναι ισχύς, V είναι ταχύτητα, H είναι διάμετρο σημείου και T είναι πάχος στρώματος) και βελτιστοποίηση συνδυασμών παραμέτρων. Αυτό μειώνει σημαντικά τη λειαντική φθορά που προκαλείται από τους πόρους.
3. Σχεδιάστε καινοτομία για δομές υποστήριξης
Χρησιμοποιώντας το δέντρο - όπως τα υποστηρίγματα και όχι τα συμβατικά υποστηρίγματα πλέγματος για κρεμαστές δομές μπορεί να αποτρέψει την επιφανειακή ζημιά κατά τη διάρκεια της μετά την - επεξεργασία και τη μείωση της περιοχής επαφής των υποστηρίξεων κατά περισσότερο από 30%. Η μέθοδος προσαρμοστικής υποστήριξης της Boeing παρέχει ένα υψηλό υπόστρωμα ποιότητας για μια επακόλουθη φθορά - ανθεκτική επεξεργασία με δυναμική προσαρμόζοντας την πυκνότητα υποστήριξης για να μειώσει τον ρυθμό επιφανειακής ελάττωσης των λεπίδων κινητήρων αεροπορίας σε 0,3%.
Η επιφανειακή πυκνοποίηση και η ανακατασκευή μικροδομής είναι δύο μετά την τεχνολογία ενίσχυσης της επεξεργασίας.
Διαδικασία πυκνοποίησης χρησιμοποιώντας ζεστό ισοστατικό πάτημα (ισχίο)
Η τεχνολογία ισχίου χρησιμοποιεί τα συνδυασμένα αποτελέσματα της υψηλής πίεσης (100-150 MPa) και της υψηλής θερμοκρασίας (1000-1200 βαθμών) για να απομακρυνθεί σχεδόν το 99% των πόρων που βρίσκονται σε τυπωμένα αντικείμενα. Μετά τη θεραπεία του ισχίου, η διάρκεια της κόπωσης κόπωσης επαφής αυξήθηκε κατά 2,3 φορές και η επιφανειακή σκληρότητα των δίσκων στροβίλου από κράμα χρώματος κοβαλτίου αυξήθηκε από 380 HV σε 520 HV. Ακόμη και σε μια ατμόσφαιρα με θερμοκρασίες έως και 1500 βαθμούς, το ακροφύσιο καυσίμου του κινητήρα άλμα που αντιμετωπίζεται από την αεροπορία με τη χρήση αυτής της τεχνικής διατηρεί σταθερή αντίσταση φθοράς.
2, Τροποποίηση επιφανείας μέσω επεξεργασίας ανάδευσης τριβής (FSP)
Το FSP μπορεί να βελτιώσει το μέγεθος των κόκκων σε 0,5 - 1 μm χρησιμοποιώντας υψηλές - περιστρεφόμενες κεφαλές ανάκαμψης για να δημιουργήσουν πλαστική παραμόρφωση. Σε σύγκριση με τα μη επεξεργασμένα εξαρτήματα, η θεραπεία με FSP μπορεί να αυξήσει την επιφανειακή σκληρότητα των τυπωμένων τμημάτων κράματος αλουμινίου σε 180 HV και να ενισχύσει την αντίσταση στη φθορά κατά 40%. Για σύνθετες διαμορφώσεις καναλιού εσωτερικής ροής, όπως η φθορά - ανθεκτική επεξεργασία των καναλιών ψύξης σε αεροσκάφη, αυτή η τεχνολογία είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για την ενίσχυση της επιφάνειας.
LSP ή Laser Shock Peing
Το LSP δημιουργεί ένα υπολειμματικό στρώμα συμπιεστικής τάσης στην επιφάνεια του υλικού μέχρι 1 mm βάθος χρησιμοποιώντας υψηλό - ενεργειακό παλμικό λέιζερ - που προκαλούνται κύματα πλάσματος. Μετά τη θεραπεία LSP, η κόπωση φορούν διάρκεια ζωής τυπωμένων εξαρτημάτων από κράμα τιτανίου TC4 τριπλασιάστηκε και η επιφανειακή μικροχρατότητα αυξήθηκε στα 520 HV. Τα βασικά συστατικά εργαλεία προσγείωσης του αεροπλάνου C919 έχουν ενισχυθεί οι επιφάνειές τους χρησιμοποιώντας αυτήν την τεχνολογία.
3, ένα σύστημα προστασίας κλίμακας Multi - κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας λειτουργική τεχνολογία επικάλυψης.
1. Σκληρή επίστρωση με χρήση φυσικής εναπόθεσης ατμών (PVD)
Ο συντελεστής τριβής μπορεί να μειωθεί στο 0,15 και η σκληρότητα της επιφάνειας των εκτυπωμένων εξαρτημάτων από ανοξείδωτο χάλυβα 316L μπορούν να προσεγγίσουν 2200 HV εφαρμόζοντας μια επικάλυψη CRN χρησιμοποιώντας την τεχνολογία πολυκατοικίας Arc. Σε υψηλή θερμοκρασία 1000 βαθμών, η ενέργεια Siemens μείωσε τον ρυθμό φθοράς οξείδωσης των λεπίδων αεριοστροβίλου κατά 80% σε σύγκριση με το υλικό του υποστρώματος μετά την εφαρμογή της επίστρωσης Tialn.
2. Επικάλυψη κλίσης χρησιμοποιώντας επένδυση λέιζερ
Η σύγχρονη τεχνολογία επένδυσης με λέιζερ σκόνης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία επικαλύψεων θερμικών φραγμών κλίσης Fecraly/YSZ στην επιφάνεια του νικελίου - με βάση τα κράματα. Σε υψηλή θερμοκρασία 1400 βαθμών, η επίστρωση διατηρεί χαμηλό συντελεστή θερμικής διαστολής 0,5%, επεκτείνοντας τη διάρκεια της θερμικής κόπωσης των πτερυγίων στροβίλων σε κινητήρες αεροπορίας σε 2000 κύκλους - πέντε φορές μεγαλύτερη από εκείνη των μη επικαλυμμένων τμημάτων.
3. Η ηλεκτρολυτική επίστρωση του Nano Composite
Σε σύγκριση με τις καθαρές επικαλύψεις νικελίου, η σκληρότητα της επικάλυψης μπορεί να ανυψωθεί σε 650 HV και η αντίσταση της φθοράς του μπορεί να βελτιωθεί κατά 60% προσθέτοντας 0,5 τοις εκατό νανοσανικά σωματίδια στο νικέλιο - που βασίζεται στο διάλυμα. Η διάρκεια ζωής αυτής της τεχνολογίας έχει αυξηθεί σε τρία χρόνια σε ρυθμίσεις Sandy Seawater και έχει χρησιμοποιηθεί για την προστασία της επιφάνειας των άξονων της αντλίας γεώτρησης σε υπεράκτιες πλατφόρμες.
4, περιπτώσεις κοινής χρήσης και αξιολόγηση απόδοσης
1. Δίσκος στροβίλου για κινητήρες αεροσκαφών
Μετά από 1000 ώρες υψηλού - δοκιμή φθοράς θερμοκρασίας, ο δίσκος του στροβίλου IncoLEL 718 που κατασκευάστηκε από κυλίνδρους - ROYCE χρησιμοποιώντας το SLM+HIP+PVD Composite Process έδειξε μια αξιοσημείωτη βελτίωση στην τραχύτητα της επιφάνειας, αυξάνοντας μόνο κατά 0,2 μm σε αντίθεση με 0,8 μm για τα τυπικά Forged τμήματα.
2. Βαθιά - πλατφόρμα γεώτρησης θαλάσσιας πλατφόρμας
Το σύνθετο σύνθετο υλικό SLM+FSP+που χρησιμοποιείται για τη θεραπεία του ανοξείδωτου χάλυβα 316L που δημιουργήθηκε από το CSIC αυξάνει το δυναμικό pitting σε +0.3 V (SCE) σε διάλυμα NaCl 3,5% και παρέχει 2,5 φορές την αντίσταση φθοράς που απαιτείται για την κάλυψη των προτύπων API 6A.
3. Δαχτυλίδια εμβόλου για κινητήρες αυτοκινήτων
Σε υψηλή θερμοκρασία 200 μοιρών, ο συντελεστής τριβής του χάλυβα - που παράγεται από το SLM μειώνεται στο 0,08 και ο ρυθμός κατανάλωσης καυσίμου μειώνεται κατά 3,2% μετά την ενίσχυση του σοκ λέιζερ και το διαμάντι - όπως η επεξεργασία επικάλυψης άνθρακα (DLC).